JPH0515710Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は積層型圧電素子をアクチユエーターと
する圧電アクチユエーターリレーに関する。

（従来の技術） 従来、アクチユエーターの駆動部にコイルを用
いた電磁型アクチユエーターリレーが使用されて
いた。この様な電磁型アクチユエーターリレーで
はコイルに電流を流し、その磁力によりアクチユ
エーターを動かし、アクチユエーターの動作が直
接接点駆動系に伝達されていた。

しかしながら、このような電磁型アクチユエー
ターリレーではアクチユエーターの動作が直接駆
動系に伝達されていた為、オン・オフ動作の開始
及び終了で必要以上の力が働き破壊する恐れがあ
つた。

又、電磁駆動であつた為、インダクタンスの影
響で立ち上りが遅く、数μsecが限界であつた。

更に、コイルの磁力を利用していた為、大型化
すると共に入力エネルギーが大きくなる欠点があ
り、しかも熱の発生があると共に磁気の影響が大
きいという欠点があつた。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、オン・オフ動作の開始及び終了時の衝撃を軽
減し得、且つ立ち上りを速くし得、しかも小型化
し得ると共に入力エネルギーを小さくし得、又発
熱及び磁気の影響を軽減し得る圧電アクチユエー
ターリレーを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段と作用） 本考案は上記目的を達成するために、支持部材
に支持されたスプリング部材と、このスプリング
部材に取付けられた積層型圧電素子よりなるアク
チユエータと、このアクチユエータに対向して設
けられ前記スプリング部材より弾発係数が小さく
接点を有する弾発部材とを具備することを特徴と
するもので、弾発部材及びスプリング部材によ
り、オン・オフ動作時のアクチユエーターの衝撃
力を吸収し、更に、アクチユエーターに積層型圧
電素子を用いることにより、立ち上りを速くした
ものである。

（実施例） 以下図面を参照して本考案の実施例を詳細に説
明する。

即ち、第１図は本考案の一実施例である並列型
の圧電アクチユエーターを示し、支持部材１上に
は矩形板状のスプリング部材２の一端が取付けら
れ、このスプリング部材２の他端部には例えば圧
電セラミツク等の積層型圧電素子よりなるアクチ
ユエーター３の一端が取付けられる。このアクチ
ユエーター３と微小間隔を隔てて対向した位置に
は板状の弾発部材４が前記支持部材１に取付けら
れて設けられる。前記支持部材１の上部には図示
しないコモン接点が設けられ、このコモン接点に
対応してメーク接点が設けられる。前記スプリン
グ部材２の反発係数Ｋ２は弾発部材４の反発係数
Ｋ１より大きくなるように構成される。

次に、第２図ａ，ｂ，ｃを参照して動作を説明
する。即ち、第２図ａはアクチユエーター３に端
子５，６より電圧が加えられていない場合を示
し、弾発部材４は接点７と接触接続され端子８と
９が接続される。端子５，６に電圧が印加される
と第２図ｂに示すようにアクチユエーター３自身
の圧電現象により電圧が機械的変位置に変換され
てアクチユエーター３は伸びるが、この場合アク
チユエーター３により弾発部材４が押圧されて変
形すると共にスプリング部材２も押圧されて変形
するため、アクチユエーター３による急激な立ち
上りの衝撃力を弾発部材４及びスプリング部材２
により吸収することができる。その後、第２図ｃ
に示すように、スプリング部材２の反発係数Ｋ２
が弾発部材４の反発係数Ｋ１より大きいため、ス
プリング部材２がアクチユエーター３を介して弾
発部材４を押圧して弾発変形させ弾発部材４を接
点１０と接触接続し端子８と１１を接続する。こ
の場合、アクチユエーター３への入力電圧に対す
る伸び変形は第３図に示すようにほぼ直線状にな
る。又、前記スプリング部材２に加わる力に対す
る伸び変形（反発係数Ｋ２）は第４図のＡに示す
ようにほぼ直線状になり一定であるが、弾発部材
４の反発係数Ｋ１は第４図のＢに示すように弾発
動作のため曲線状になり一定でなくなる。なお、
第２図ｃに示す状態において、アクチユエータ３
に端子５，６より電圧が加えられず印加電圧が０
になると、アクチユエータ３は縮まる。このアク
チユエータ３の縮まりにより弾発部材４は弾発部
材４の反発力により第２図ａに示す初期状態に自
動的に復帰する。この場合、アクチユエーター３
の伸縮は０となつてスプリング部材２及び弾発部
材４への応力は消失するから、スプリング部材２
及び弾発部材４はそれぞれの反発力により第４図
の反発係数Ａ及びＢに沿つて応力も変形も受けな
い第２図ａに示す初期状態に向けて自己復帰し静
止状態に戻る。

第５図は第１図の具体例を示し、筐体よりなる
支持部材１内にスプリング部材２、アクチユエー
ター３、弾発部材４、接点７，１０を設けたもの
で、端子５，６，８，９，１１は筐体の外壁面に
設けたものである。

第６図及び第７図は直列型の圧電アクチユエー
ターリレーを示し、弾発部材１２の両端はコ字状
の支持部材１３に取付けられ、この弾発部材１２
はほぼ中央部が湾曲状に形成される。この湾曲部
の外面には接点１４が設けられ、この接点１４に
対向して接点１５が設けられる。前記接点１４，
１５にはそれぞれ端子１６，１７が設けられる。
前記支持部材１３にはスプリング部材１８が取付
けられ、このスプリング部材１８には前記接点１
４に対応して積層型圧電素子よりなるアクチユエ
ーター１９が設けられる。この場合にもアクチユ
エーター１９を伸縮することによりスプリング部
材１８及び弾発部材１２を変形して接点１４と１
５をオン・オフすることが出来る。なお、アクチ
ユエータ１９に所定電圧が印加され、アクチユエ
ータ１９が伸びてスプリング部材１８及び弾発部
材１２に応力が加えられ弾発部材１２が変形し接
点１４と１５がオン状態において、アクチユエー
タ１９の印加電圧が０になると、アクチユエータ
１９は縮まる。このアクチユエータ１９の縮まり
により弾発部材１２は弾発部材１２の反発力によ
り初期状態に自動的に復帰する。この場合、アク
チユエータ１９の伸縮は０となつてスプリング部
材１８及び弾発部材１２への応力は消失するか
ら、スプリング部材１８及び弾発部材１２はそれ
ぞれの反発力により第４図の反発係数Ａ及びＢに
沿つて応力も変形も受けない初期状態に向けて自
己復帰し静止状態に戻る。

（考案の効果） 以上述べたように本考案によれば、弾発部材及
びスプリング部材により、オン・オフ動作時のア
クチユエーターの衝撃力を吸収することができる
ため破壊を防止することができる。更に、アクチ
ユエーターに積層型圧電素子を用いることによ
り、立ち上りを速くすることができると共に、熱
の発生及び磁気の影響を軽減でき、又容易に小型
化できる圧電アクチユエーターリレーを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す斜視図、第２
図は第１図の圧電アクチユエーターリレーの動作
を示す説明図、第３図は第１図のアクチユエータ
ーの伸び変形特性の一例を示す特性図、第４図は
第１図のスプリング部材及び弾発部材の伸び変形
特性の一例を示す特性図、第５図は本考案の具体
例を示す断面図、第６図及び第７図は本考案の他
の実施例を示す構成図である。 １……支持部材、２……スプリング部材、３…
…アクチユエーター、４……弾発部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 支持部材に支持されたスプリング部材と、この
   スプリング部材に取付けられた積層型圧電素子よ
   りなるアクチユエータと、このアクチユエータに
   対向して設けられ前記スプリング部材より反発係
   数が小さくＳ字曲線状の力・変形関係の反発係数
   を有し接点を有する弾発部材とを具備することを
   特徴とする圧電アクチユエーターリレー。